Бактериофаги защищают потомство от самоинфицирования с помощью белка Zip

Скриншот видео, показывающего движение пилей — волокон на поверхности бактерий, которые служат точкой прикрепления для фагов. Автор: Маттиас Кох

Исследователи из Университета Торонто обнаружили, как бактериальные вирусы (бактериофаги) защищают своё потомство для максимального распространения. Феномен, описанный в исследовании, опубликованном в Nature, основан на вирусных белках, которые тонко настраивают структуры на поверхности клетки-хозяина.

Учёные назвали это открытие «эффектом анти-Кроноса» — в честь греческого бога, пожиравшего своих детей. Речь идёт о механизме, предотвращающем самоинфицирование бактерий собственным вирусным потомством.

Исследовательская группа под руководством Вероники Тейлор обнаружила, что белок Zip, вырабатываемый инфицированными бактериями Pseudomonas aeruginosa, нарушает формирование пилей на их поверхности. Эти волокна используются фагами как «док-станция» для проникновения в клетки.

«Когда люди думали о суперинфекционном исключении, они рассматривали его в контексте защиты от конкурирующих вирусов. Никто не задумывался о том, что вирусы блокируют сами себя, и почему это было бы для них выгодно», — говорит профессор Карен Максвелл.

Ключевое открытие произошло, когда Тейлор измерила концентрацию новых фагов, выпущенных в питательный бульон. Из бактерий, инфицированных стандартным фагом, было получено около миллиона вирусов на миллилитр бульона. Когда тот же фаг не мог производить белки Zip, количество вирусного потомства упало до 500.

Исследователи также показали, что уровни белка Zip реагируют на систему бактериальной коммуникации, которая определяет, сколько других микробов находится поблизости. Это позволяет фагам регулировать свой ответ «анти-Кроноса» в зависимости от вероятности самоинфицирования.

Учёные обнаружили свидетельства существования систем «анти-Кроноса» у многих других фагов, включая те, которые поражают патогены вроде Salmonella и Listeria, что указывает на распространённость этого механизма самосохранения.

Больше информации: Véronique L. Taylor et al, Prophages block cell surface receptors to preserve their viral progeny, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09260-z